焊接结构生产 课件项目二.ppt

《焊接结构生产 课件项目二.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、焊接结构生产项目二典型结构焊接应力与变形的控制项目二典型结构焊接应力与变形的控制项目简介在本项目中我们通过完成几个任务，主要介绍内容有：焊接应力与变形及其产生的原因；典型结构中焊接应力分布的一般规律；焊接过程中如何降低或消除焊接应力；预防焊接变形的方法和焊后矫正焊接残余变形的措施；焊接结构的脆性断裂和疲劳破坏。项目二典型结构焊接应力与变形的控制任务1典型结构焊接应力与变形任务2焊接残余应力的控制任务3焊接残余变形的控制任务4焊接结构的脆性断裂任务5焊接结构的疲劳破坏任务1典型结构焊接应力与变形【

2、任务目标】了解焊接应力与变形的基本概念，熟悉焊接应力与变形的影响因素，掌握焊接应力与变形产生的原因，为控制焊接结构中的焊接应力与变形提供理论依据。在焊接结构的制造过程中，焊接结构中不可避免地会产生焊接应力与变形，这是焊接生产所特有的问题。焊接应力与变形会直接影响焊接结构的生产质量和使用性能，其中应力的存在可能导致焊接裂纹、脆性断裂和疲劳破坏，焊接变形则影响焊接结构的加工精度。因此，我们应该了解焊接应力与变形的基本知识，尤其是熟悉典型焊接结构中的应力与变形，以便采取有效措施来控制这些焊接问题，从而

3、提高焊接结构的生产质量，保证焊接结构的使用安全性。【任务分析】任务1典型结构焊接应力与变形（1）应力1.应力与变形的基本概念工作应力物体由于受到外力的作用而在其内部单位截面上出现的内力称为工作应力。内应力物体在没有受到外力作用的情况下而形成的，且在物体内自身构成一个平衡力系的的应力称为内应力。【相关知识】任务1典型结构焊接应力与变形（2）变形①弹性变形和塑性变形②自由变形与非自由变形当外力或其它因素去除后变形也随之消失，物体可恢复原状，这样的变形称为弹性变形。当外力或其它因素去除后变形仍然存在，

4、物体不能恢复原状的这种变形称为塑性变形。物体的变形不受外界任何阻碍自由地进行，这种变形称为自由变形。如果金属杆件在均匀加热时变形局部受阻，则变形量不能完全表现出来，就是非自由变形。（1）焊接应力任务1典型结构焊接应力与变形焊接应力属于内应力，它是由于焊接的不均匀加热和冷却而引起并存在于焊件中。按作用时间分为：焊接瞬时应力和焊接残余应力。焊接过程中，某一瞬时存在于焊件中的内应力称为焊接瞬时应力，它随时间而变化；待焊件冷却后，残留于焊件中的内应力称为焊接残余应力。2.焊接应力与变形（2）焊接变形任务

5、1典型结构焊接应力与变形焊接变形是由焊接而引起焊件的尺寸改变。其中焊接过程中的变形称为焊接瞬时变形；焊后残存于焊件中的变形称为焊接残余变形。任务1典型结构焊接应力与变形平截面假定：假定构件在焊前所取的横截面焊后仍保持为平面，即构件变形时截面本身并不变形。金属性能不变的假定：假定在焊接过程中材料的某些物理性能如线胀系数(α)、比容（C）、热导率(λ)等均不随温度的变化而变化。应力应变关系的假设：材料呈理想弹-塑性状态，即材料屈服后不发生强化。金属屈服强度的假定：在500℃以下，下屈服强度与常温下相

6、同，不随温度变化，500℃至600℃之间，下屈服强度迅速下降；600℃以上时呈全塑性状态。3.研究焊接应力与变形的基本假定任务1典型结构焊接应力与变形4.构件中焊接应力与变形产生的原因产生的原因焊件的受热不均匀焊缝金属的收缩金属组织的变化焊件的刚性和拘束其他影响因素（1）平板对接直焊缝中的残余应力①纵向应力σx图2-7焊缝各截面中的σx分布不同长度焊缝纵截面上纵向残余应力σx的分布5.典型焊接结构中的残余应力分布任务1典型结构焊接应力与变形垂直于焊缝的横向应力σy的分部情况比较复杂。它可分为两个

7、组成部分，其中一个是由于焊缝及其附近的塑性变形区的纵向收缩所引起的，用σ′y来表示；另一个是由焊缝及其附近塑性变形区的横向收缩的不同时性所引起的，用σ″y来表示。任务1典型结构焊接应力与变形②横向应力σy任务1典型结构焊接应力与变形图a是由两块平板条对接而成的构件，如果假想沿焊缝中心将构件一分为二，即两块板条都相当于板边堆焊，它们将分别向外侧弯曲，如图b，焊缝上必然存在着两端部分为压应力，中心部分为拉应力的横向内应力σy′,如图c。纵向收缩引起的σ’y的分布任务1典型结构焊接应力与变形80mm厚

8、板V形坡口多层焊焊缝残余应力的分布③残余应力σz厚板对接焊缝中的残余应力厚板接头焊缝中除了纵向残余应力和横向残余应力外，还存在厚度方向上的残余应力σz。（2）焊接粱柱中的残余应力任务1典型结构焊接应力与变形焊接梁柱的纵向残余应力分布（3）拘束条件下焊接的残余应力(a)拘束状态下焊件(b)拘束横向残余应力(c)焊接横向残余应力(d)合成横向残余应力任务1典型结构焊接应力与变形拘束状态下对接接头的横向残余应力的分布（4）封闭焊缝中的残余应力任务1典型结构焊接应力与变形圆形键块封闭焊缝的残余应力（5）